“西王造”助力首套国产超大型盾构机主轴承研制成功

记者日前从中国科学院获悉，由中国科学院金属研究所、西王特钢等单位联合研发的我国首套盾构机用超大直径主轴承研制成功，该主轴承加工用钢为中科院金属研究所全面合作伙伴西王特钢生产。国产盾构机核心部件装上了“中国心”，标志着我国已全面掌握盾构机主轴承的自主设计、材料制备、精密加工、安装调试和检测评价等集成技术，有效解决了国产高端装备关键基础部件的“卡脖子”难题。

据悉，该首套盾构机用超大直径主轴承直径8米、重达41吨，为目前我国制造的直径最大、单重最大的盾构机用主轴承，将安装在直径16米级的超大型盾构机上，用于隧道工程挖掘。该主轴承经国家轴承质量检验检测中心检测和专家组评审，认为各项技术性能指标与进口同类主轴承相当，能满足超大型盾构机装机应用需求。

盾构机是国民经济建设的重大装备，承载着穿山越岭、过江跨海的重任。我国已实现了盾构机的国产化，但其核心部件——主轴承却依赖进口，亟需打通自主可控制造的“最后一公里”。主轴承是盾构机刀盘驱动系统的核心关键部件，直径8米的主轴承在运转过程中承载的最大轴向力达10万千牛（相当于2500头亚洲象的重力）、径向力达1万千牛、倾覆力矩达10万千牛·米，因此特别要求制造主轴承的轴承钢要高纯净、高均质、高强韧、高耐磨。

中国科学院于2020年启动了“高端轴承自主可控制造”战略性先导科技专项。作为中科院金属研究所的全面战略合作伙伴，西王特钢与金属所共同成立中科西王特钢有限公司，承担起战略性先导科技专项子课题。中科院专家团队常驻西王进行科技攻关，先后解决了主轴承材料制备、锻坯试制等12项核心关键技术问题，开发出直径从3米级到8米级的盾构机主轴承共10套。此次攻关中，专家团队历经十多年的研究，开发出“低氧稀土钢”关键技术，并在中科西王生产线上进行产业化推广应用，成功试制出盾构机用超大直径8米的主轴承锻坯。研制出的稀土轴承钢拉压疲劳寿命提高40多倍，滚动接触疲劳寿命提升40%，相关基础研究成果于今年发表在国际著名期刊《自然材料》上。

目前，中科西王生产的盾构机主轴承锻坯已经向项目组供货1000吨，盾构机用超大直径主轴承的研制成功，为我国高端基础零部件攻关提供了良好的示范，是“贯通技术链、打造创新链、对接产业链”的积极探索和实践，是发挥新型举国体制优势，开展“政、产、学、研、用”协同创新的生动体现。

值得提出的是，在这次科研攻关中，科技成果从实验室走向商业应用以实现其市场价值。中科院金属研究所所长左良表示，高端轴承的“卡脖子”问题，根源在材料，难点也在材料。中科院金属研究所与西王特钢共建了国内首条“高端装备用特殊钢制备示范线”，助力打破“普钢严重过剩、特钢依赖进口”的产业现状，有力地拉动了装备制造链条。